新排水標準下現狀排水系統的改造與提升——以淄博市中心城區為例

潘忠秀

（淄博市規劃設計研究院，山東淄博 255000）

0 引言

近年來，我國城市內澇逐漸呈多發、頻發、加重態勢，城市的交通安全、生產運營、人民生活、環境衛生等正日益受到城市內澇的嚴重影響和危害。為提高城市排水能力，解決城市內澇，2014版《室外排水設計規范》（GB50014-2006）全面修訂了雨水管渠的設計重現期（見表1)。

表1 雨水管渠設計重現期一覽表（單位：a）

相對于2011版《室外排水設計規范》對雨水管渠設計重現期的規定：一般地區重現期應采用1～3 a，重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，應采用3～5 a，并應與道路設計協調，經濟條件較好或有特殊要求的地區宜采用規定的上限。特別重要地區可采用10 a或以上。

根據新舊版規范的對比，2014版排水規范對雨水管渠設計重現期的要求比2011版提高了1～3個檔次。在2013年，淄博市政府已全面提高了淄博市中心城區排水標準：“新建、改建、擴建城市主次干道雨水管道設計的暴雨重現期一般不小于2 a一遇標準；其它城市道路雨水管道設計的暴雨重現期應不小于1 a一遇標準。主要河道防洪標準應達到50～100 a一遇標準。所有城市排澇泵站大于10 a一遇標準，河道排澇大于20 a一遇標準?！?/p>

排水標準提高了，需要的雨水管渠斷面和排水流量增大，舊的雨水管渠系統無法滿足新標準的排水流量和管渠斷面的要求，需要進行改造。但是雨水管渠系統設計使用年限都在30 a以上，如果把現有的管渠系統都拆除重建，一方面投資巨大，地方財政難以承受；另一方面也會造成巨大的固定資產流失和浪費。特別是在老城區、建成區、城市中央區，受地下空間、現狀建構筑物等已有條件的制約，雨水管渠的改造、新建更是困難重重，幾無可能。

在滿足新標準的前提下如何做到現狀雨水管渠的利用與改造相結合，把投資費用、建設難度降到最低，是規劃設計人員在具體工作中需要面臨和解決的問題。下面針對淄博市中心城區的排水設施現狀提出幾點看法及改造意見。

1 中心城區雨水排水設施現狀

1.1 城市類型及排水標準

淄博市中心城區南起淄河大道、北至黃河大道、西起原山大道、東至魯山大道，規劃面積260 km2，現狀人口89萬人，至2020年規劃人口為132萬人。按照城市等級及中心城區規劃人口數劃分，淄博市屬于大城市類型。中心城區現狀城市道路雨水管渠系統標準：一般地區滿足1 a一遇雨水標準，重要干道、重要地區滿足2 a一遇雨水標準，雨水泵站滿足5 a一遇雨水標準。

1.2 設計暴雨量

根據淄博市張店區暴雨強度公式計算，2 a一遇暴雨設計水量比1 a一遇暴雨設計水量增大25%～32%，5 a一遇暴雨設計水量比2 a一遇暴雨設計水量增大20%～27%，10 a一遇暴雨設計水量比5 a一遇暴雨設計水量增大14%～21%，20 a一遇暴雨設計水量比5 a一遇暴雨設計水量增大34%～50%，降雨歷時高時取高值（按t=5～120 min，折減系數m取同一值計算）。

1.3 雨水設施現狀

中心城區雨水管渠當管高大于或等于1.0 m時，以磚砌方溝為主，管高小于1.0 m時，以鋼筋混凝土管道為主。新城區道路雙側均布置雨水管線，一側為主管道，主要排街坊及路面雨水，一側為支管，主要排路面雨水。老城區當機動車道寬度小于或等于14 m時，為單側設置雨水管道，機動車道寬度大于14 m時，雨水管道為道路雙側設置。城區內雨水經管道匯集后分段就近排入河道，其中玉龍河為景觀河，河道分段設置橡皮壩蓄水，為了減少景觀水流失，雨水管渠排玉龍河出水口均設閘門，排其它河道未設閘門。

2 現狀雨水管渠利用與改造措施

2.1 改造標準

對于不滿足新標準的舊的雨水管渠系統，考慮舊路改造存在現狀管線復雜、管道線位緊張、標高受限等實際情況，按以下標準進行改造：一般地區滿足2 a一遇雨水標準，重要干道、重要地區滿足5 a一遇雨水標準，雨水泵站滿足20 a一遇雨水標準。

2.2 改造原則

管線改造隨道路改造逐步進行升級和完善；管線改造與利用相結合，降低造價；管線改造與雨水的滲、蓄、用等工程措施相結合，促進雨水利用。

2.3 改造措施

結合區域情況，采用多種措施、多種組合，因地制宜、經濟合理地提高現有管網排水能力，而不是一味拆除、新建。

2.3.1 措施一：保留道路雨水主管道，改造雨水支管

對于道路雙側設置雨水管道的區段，改造時可以保留雨水主管道，僅對支管進行改造。即：將雨水支管拆除后，在原位置增設雨水副管，管道斷面滿足兩側雨水管道同時工作時排出的雨水量不小于其匯水區域內設計雨水量的要求，同時在兩側雨水管道之間的適當位置增設雨水連通管，分流主管的雨水量以達到提高排水能力的要求。

2.3.2 措施二：保留現狀雨水管道，同時增設雨水副管

對于市政道路雨水管道為單側設置的區段，保留現狀雨水管道，并在道路另一側增設雨水副管。在兩側雨水管道適當位置增設雨水連通管，提高系統排水能力。

2.3.3 措施三：對雨水方溝進行局部改造，加大過水流量

張店地區地形平坦，河道均為內河，屬雨源型河流，主要承擔防洪排澇的功能，河深為3 m左右。市政排水管渠多為扁寬的雨水方溝，在方溝覆土允許的情況下，為增加雨水排放量，可以將雨水方溝側墻加高，如將方溝斷面B×H=1 400mm×1 000mm加高到B×H=1 400 mm×1 400 mm的雨水方溝，過水斷面增加40%，以滿足設計雨水量排放要求。當雨水方溝位于人行道或綠化帶下時，該方案簡單易行。當方溝位于車行道下時，需要通過結構驗算確定方溝基礎是否滿足要求，方溝側墻和蓋板是否需要采取加固措施。

2.3.4 措施四：對排河口進行改造

當道路兩側雨水主管與副管合并排河時，改造合并后的管段及排河口；當雨水主管道與副管分別排河時，改造或增設副管排河口。排河出水口斷面不應小于其對應的排水管渠斷面。出水口的位置設于河道閘壩的下游，為了排水安全通暢，出水口處取消閘門。

2.3.5 措施五：結合道路橋梁位置增設雨水導流設施

中心城區內因為河道較淺，道路橋梁設計為了滿足防洪要求，橋面標高一般高于兩側地面標高，導致道路設計低點偏離河道位置，不利于超標準雨水依靠地面徑流排入河道?？梢詫⒌缆返忘c位置對應的路緣石降低改造為排水簸箕口形式，穿人行道處設置地面式排水槽將雨水引入河道，提高城市超標準雨水排水能力。

2.3.6 措施六：結合綠地、現有湖泊水系，增設雨水調蓄水池

根據淄博市中心城區暴雨強度公式計算，2 a一遇暴雨徑流量比1 a一遇暴雨徑流量增大71 m3/hm2，5 a一遇暴雨徑流量比2 a一遇暴雨徑流量增大60 m3/hm2，10 a一遇暴雨徑流量比5 a一遇暴雨徑流量增大58 m3/hm2，20 a一遇暴雨徑流量量比5 a一遇暴雨徑流量增大118 m3/hm2(按降雨歷時t=120 min、綜合徑流系數ψ=0.6計算）。上述增加的徑流量×匯水面積=調蓄水池有效容積。所以在不改造原有管道系統的前提下，可以通過設置雨水調蓄水池來解決增加的設計徑流量。如通過小區內景觀水池；小區、公園、道路兩側下凹式綠地；現有湖泊水系的改造、利用，可大大提高城市的雨水調蓄能力，提高城市超標準降雨的承受能力。通過對城市綠地、湖泊水系的充分利用，以提高城市排水能力空間巨大，也是系統改造費用最省、建設成果最高的一種改造方法，但需進行系統的規劃、建設、調控和管理。

2.3.7 措施七：調整匯水區域，化整為零

打破現狀雨水主干管匯水區域格局，將鄰近的雨水支管改造為雨水干管，分流雨水主干管的雨水，就近排入河道，現有的雨水主干管無需改造，繼續利用。該方案以道路實施改造的先后順序進行調整和完善。

以上幾種措施的選用，應根據工程項目具體特點經技術經濟比較后確定。在同一管渠系統上可以采取一種措施，也可以選取兩種或多種措施的組合。目的是以最小的代價，取得最優的效果。

3 收水設施的改造

市政道路雨水管渠系統標準提高了，排水量增加，與之相關的雨水口等收水設施也需要相應地增加，否則管線改造沒有意義。特別是在改造初期，市政道路雨水管道滿足2 a一遇排水要求，而其匯水區域內的舊小區或單位的雨水管道系統還是1a一遇的標準，超標準的雨水靠地面徑流排入市政道路，主要靠市政道路的雨水口收水，所以市政道路增設雨水口就顯得尤為重要。同時要求雨水口連接管的管徑與之相匹配。

3.1 道路雨水口

淄博市道路雨水口的建設、改造經歷了三個階段：早期城市硬化地面少，雨水徑流量較小，城市道路設計以偏溝及平箅式單箅雨水口為主；中期一度側重景觀效果和防盜意識，以側立式雨水口為主；后期又回歸功能，注重收水效果，以偏溝及平箅式雙箅雨水口為主。隨著排水標準的提高，今后應多考慮偏溝及平箅式雙、多箅雨水口的設置。

3.2 下穿地道雨水口

下穿地道雨水泵站排水標準從5 a一遇增加到20 a一遇時，設計水量增加了50%，其收水設施也需要相應增加，因下穿地道坡度大，一般大于2%，雨水主要集中在低點收集，所以在低點處設置橫跨道路的截水溝式雨水箅，增強收水效果。

4 終端排水系統的銜接與匹配

市政道路雨水管渠作為小流域排水系統，匯集后的雨水主要排入河道、排洪溝等大流域排水系統。區內河道在中心城區段滿足30～100 a一遇防洪標準要求，但在城區下游段河道斷面僅滿足10～20 a一遇防洪標準，河道沿線的石壩、橋梁更成了河道防澇排水的瓶頸，河道上下游排水能力不匹配，導致雨水管渠系統出水口受河道水位頂托，不能正常發揮排雨水能力。

4.1 提高河道防洪、排澇標準

根據2013年淄博市中心城區水系規劃：河道位于城區段防洪標準為100 a一遇，城郊區段防洪標準為50 a一遇。對于城區下游段嚴重不滿足防洪標準要求的河道，應按規劃斷面進行開挖疏浚、擴大斷面，包括擋水石壩的拆除、橋梁的改造應同步進行。河道開挖寬度可以根據資金情況分期實施，開挖深度及橋梁改造應一步到位。同時規劃部門要按規劃河道三線寬度控制河道兩側用地，預留出河道改造空間。

4.2 河道岸線標高、防洪水位控制

中心城區的河道多為內河，主要承擔區域內的防洪排澇功能，所以河道岸線標高應低于河道兩側用地正常地面標高，同時低于市政道路標高，以滿足超標準雨水靠地面徑流排入河道。但因部分河道為水利部門實施改造，水利防洪與市政排澇存在理念上的差異，部分河岸沿線高于兩側用地0.5～2.0 m，大大降低了河道排澇功能，且易發生河水倒灌的現象。所以排水防澇功能的實現需要靠一系列的標高控制來支持，包括河道防洪水位標高控制、河道岸線標高控制、道路豎向控制、建筑小區豎向控制等。具體控制原則：從建筑室外地坪→小區道路→市政道路→河道岸線→防洪水位，標高逐級遞減，并滿足規范要求。

5 排水系統的管理

5.1 清淤維護

市區雨水管渠系統維護管理現狀：每年雨季之前，對雨水口進行一次清淤，雨水管渠系統清淤的時數較少，基本是哪里不通清哪里。所以造成雨水管渠系統淤積較普遍，大大降低了管渠系統的排水能力。

建議推動市場化運作方式養護雨水管渠系統：排水行政管理部門將雨、污水管網的養護工作放入市場，實行市場化運作，實現管、養分離，通過分區分片招投標的方式，讓有養護資質的單位進行日常的疏通、養護。行政管理部門負責對養護工作效果進行考核、末位淘汰、職責監管，提高養護工作的高效性。

同時，可根據管渠中沉積物的可能性，劃分成若干養護等級，以便對其中水力條件較差，排入管渠的臟物較多，易于堵塞的管渠段，給予重點養護。實踐證明，這樣可以大大提高養護工作的效率。

5.2 打通雨水系統瓶頸

在城區內的市政雨水管道建設過程中，當與其它社會管線標高發生沖突時，經常是雨水管道倒虹避讓其它社會管線。因中心城區地勢平坦、河道較淺，對應的雨水管渠系統坡度小、流速小、排水水力條件有限。多數倒虹管只起到了連通管的作用，其上下游沒有高差，起不到真正意義上倒虹吸的作用，所以采用倒虹的雨水管道很容易淤積堵塞、排水不暢。

對此，建議通過《中心城區排水防澇規劃》，統計出區內倒虹管設置位置、數量。由相關部門協調社會管線單位，對倒虹的雨水管線及相應的社會管線逐步進行改造，也可以隨道路升級改造同步進行，同時對存在倒虹的雨水管渠每年進行清淤。保證雨水管渠系統的排水能力和排水暢通。

5.3 應急、預案

目前，淄博市防汛指揮系統制度建設較為完善，但缺乏軟件支撐，淄博市洪水預報和調度系統僅靠電話聯系。除大、中、小型水庫實時視頻監視外，其余水利工程及除澇設施缺乏視頻監測系統。

對此，建議除了做好常規的防汛應急措施外，應增加遠程監控設施，如對立交泵站、地下通道等易澇區和重點區域的排水進行實時監控，設定各級險情報警水位。以便及時做好應急預案工作，降低損失。

6 結語

市政道路雨水管渠系統標準提高了，對現有的不滿足設計雨水標準的管渠系統的利用與改造，應結合新標準、新規劃，因地制宜地選取合理的解決方案。同時需要道路豎向、土地利用、綠化景觀、河道防洪等專業設計的相互協調與配合，以最小的投入獲取最大的社會效益和經濟效益，并通過工程措施與非工程措施相結合，筑起安全、經濟、高效、生態的排水防澇體系，為居民的安全出行和城市的安全發展保駕護航。

[1]GB50014-2006，室外排水設計規范[S].

[2]淄博市暴雨強度推導公式[Z].